Siła kontra stres
Siła i stres to pojęcia używane w życiu codziennym w bardzo powszechnych sytuacjach, takich jak sprawowanie władzy nad czymś jest zwykle nazywane siłą, a osoba pod presją psychicznie nazywana jest stresem. Chociaż ich znaczenia wywodzą się z podobieństwa, które dzielą w pojęciach fizycznych, wyraźna analiza wykazuje znaczne różnice w stosunku do powszechnego użycia słów.
Oba koncepcje są szeroko omawiane w dziedzinie mechaniki klasycznej i odgrywają kluczową rolę w wyjaśnianiu mechaniki materiałów. Jednak koncepcja siły wykracza daleko poza mechanikę klasyczną, do sfery względności i mechaniki kwantowej.
Co to jest siła?
Siła jest znana jako czynnik powodujący zmianę pędu ciała, gdzie szybkość zmiany pędu jest proporcjonalna do wielkości siły. Chociaż pojęcie to było powszechne od wieków, zostało matematycznie zdefiniowane i przedstawione przez Sir Isaaca Newtona w Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica opublikowanej w 1687 roku.
Z powyższego wyrażenia, znanego jako drugie prawo Newtona, można wyprowadzić następujące wyrażenie. F=m.a=d(mv) / dt (gdzie F to siła, m to masa, a a to przyspieszenie). Pierwsze prawo mówi, że obiekt zachowuje swój stan (ruch po linii prostej ze stałą prędkością lub w spoczynku), o ile nie działa na nie niezrównoważona siła zewnętrzna, a trzecie prawo mówi, że na każdą siłę zachodzi równa i przeciwna reakcja.
Co to jest stres?
Siła może działać na ciało na większym obszarze, a nie na pojedynczej linii wewnątrz ciała. Na przykład, gdy siła jest przyłożona do końców drewnianego pręta lub pręta, siła jest przenoszona równomiernie na powierzchnię pręta. Ta sama sytuacja ma miejsce, gdy pręt jest wciśnięty. Ponieważ wytworzone siły wewnętrzne dotyczą zarówno wielkości, jak i obszaru, który wywierają na ciało, aby wyraźnie ocenić siły wewnętrzne, należy wziąć to pod uwagę.
Naprężenie definiuje się jako siłę działającą na obszar jednostkowy w odkształcalnym ciele. Matematycznie wyraża się to jako τ=F / A (gdzie τ to naprężenie, F to siła, a A to powierzchnia). Naprężenia działające na przekroje są znane jako naprężenia normalne (gdzie siła wypadkowa jest normalna do płaszczyzny rozważanego obszaru), a naprężenia działające równolegle do obszaru są znane jako naprężenia ścinające (gdzie siła wypadkowa jest styczna do płaszczyzny brany pod uwagę obszar).
Jaka jest różnica między siłą a stresem?
• Naprężenie to siła działająca na jednostkę powierzchni ciała odkształcalnego.
• Siła jest czynnikiem wywołującym stres.
